CN106965444B - 一种大口径薄壁ptfe管的制备装置及方法 - Google Patents

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Abstract

在本发明公开了一种大口径薄壁PTFE管的制备装置及方法，采用熔融温度低于PTFE的FEP、PFA或ETFE等焊材，通过超声波焊接的方式，以实现将PTFE膜焊接成大口径薄壁PTFE管。通过PTFE管端部夹紧装置可将管两端固定，并将对叠处的焊缝焊条夹紧，通过PTFE管侧定位装置将管两侧定位固定后，启动超声波焊接压辊装置，对整条焊缝进行移动式超声波焊接，以实现制备大口径薄壁PTFE管，为烟囱、脱硫塔等设备防腐蚀内衬的开发和使用提供了条件，值得推广和应用。

Description

一种大口径薄壁PTFE管的制备装置及方法
技术领域
本发明涉及PTFE管制备技术，更具体地是指一种大口径薄壁PTFE管的制备装置及方法。
背景技术
目前，常见的PTFE管均为直径在20～30mm的小口径管，用于PTFE换热器上，此类小口径PTFE管一般采用直接挤压成型。随着PTFE应用的不断探索和发展，人们希望在烟囱、脱硫塔等设备内部安装PTFE材料的管状内衬，以起到防腐蚀等保护作用。然而，烟囱、脱硫塔等设备内径一般都很大，通常需要采用直径在100mm以上，壁厚在5mm以下的大口径薄壁PTFE管，然而采用现有的挤压设备及挤压工艺，是无法制作出此类大口径薄壁PTFE管，因此必须对大口径薄壁PTFE管的制备设备及工艺进行进行发明创造。
发明内容
本发明的目的是针对上述缺陷，提出一种大口径薄壁PTFE管的制备装置及方法，通过超声波焊接来制备出大口径薄壁的PTFE管。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一方面，一种大口径薄壁PTFE管的制备装置，包括超声波焊接压辊装置、PTFE管端部夹紧装置、PTFE管侧定位装置、压辊轴向行走装置，超声波焊接压辊装置包括一对呈上下设置的上、下超声波焊接压辊，上超声波焊接压辊为凹面辊结构，下超声波焊接压辊为凸面辊结构，上、下超声波焊接压辊用以从管外、内相夹在PTFE管的轴向焊缝上，并通过超声波进行高频高温焊接，PTFE管端部夹紧装置分别设于PTFE管两端部，用以将PTFE管两端夹紧固定，PTFE管侧部定位装置分别设于PTFE管的两侧部，用以对PTFE管两侧部的定位，压辊轴向同步行走装置包括轴向布置于PTFE管外供上超声波焊接压辊行走的上轨道、轴向布置于管内供下超声波焊接压辊行走的下轨道、分别驱动上、下超声波焊接压辊轴向同步行走的驱动电机，通过驱动电机的分别驱动使得上、下超声波焊接压辊沿焊缝同步行走并焊接焊缝。
所述的上、下超声波焊接压辊还分别配有用以驱动上、下超声波焊接压辊压紧焊缝的液压缸，液压缸分别安装在压辊轴向同步行走装置上。
所述的PTFE管端部夹紧装置包括用以夹紧PTFE管端部及焊缝端部的环状夹紧钳及用以固定夹紧钳的固定架。
所述的PTFE管侧定位装置包括分设于PTFE管两侧各一排的定位箍、用于定位箍径向移动的液压缸。
另一方面，一种大口径薄壁PTFE管的制备方法的制备方法，包括以下步骤：
A.将PTFE膜两侧相对弯曲而成管状，并在管轴向对叠处内布置焊条；
B.通过PTFE管端部夹紧装置分别将管两端夹紧固定，并通过PTFE管侧定位装置分别将管两侧定位；
C.通过上、下超声波焊接压辊相对压在管一端的对叠处上；
D.通过压辊轴向同步行走装置带动上、下超声波焊接压辊沿对叠处向另一端移动的同时，通过上、下超声波焊接压辊产生超声波对焊缝进行高频高温焊接。
所述的焊条采用FEP、PFA或ETFE材料。
所述的PTFE膜厚度为0.2～3mm，焊条厚度为0.05～0.2mm。
所述的上、下超声波焊接压辊的压力在2.5公斤以上，移动速度在0.2～0.7米/分，焊接温度在250～280℃。
在本发明的上述技术方案中，本发明的大口径薄壁PTFE管的制备装置及方法，采用熔融温度低于PTFE的FEP、PFA或ETFE等焊材，通过超声波焊接的方式，以实现将PTFE膜焊接成大口径薄壁PTFE管。通过PTFE管端部夹紧装置可将管两端固定，并将对叠处的焊缝焊条夹紧，通过PTFE管侧定位装置将管两侧定位固定后，启动超声波焊接压辊装置，对整条焊缝进行移动式超声波焊接，以实现制备大口径薄壁PTFE管。
附图说明
图1是本发明的大口径薄壁PTFE管的制备装置的轴向示意图；
图2是本发明的大口径薄壁PTFE管的制备装置的径向示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
本发明的大口径薄壁PTFE管的制备装置如图1～图2所示，其主要包括超声波焊接压辊装置、PTFE管端部夹紧装置、PTFE管侧定位装置、压辊轴向行走装置，超声波焊接压辊装置包括一对呈上下设置的上、下超声波焊接压辊1a、1b，上超声波焊接压辊1a为凹面辊结构，下超声波焊接压辊1b为凸面辊结构，上、下超声波焊接压辊1a、1b用以从管外、内相夹在PTFE管9的轴向焊缝上，并通过超声波进行高频高温焊接，PTFE管端部夹紧装置分别设于PTFE管9两端部，用以将PTFE管9两端夹紧固定，PTFE管侧部定位装置分别设于PTFE管9的两侧部，用以对PTFE管9两侧部的定位，压辊轴向同步行走装置包括轴向布置于PTFE管9外供上超声波焊接压辊1a行走的上轨道2a、轴向布置于管内供下超声波焊接压辊1b行走的下轨道2b、分别驱动上、下超声波焊接压辊1a、1b轴向同步行走的驱动电机3，通过驱动电机3的分别驱动使得上、下超声波焊接压辊1a、1b沿焊缝同步行走并进行超声波焊接焊缝。
作为一个实施例，所述的上、下超声波焊接压辊1a、1b还分别配有用以驱动上、下超声波焊接压辊1a、1b压紧焊缝的液压缸4a、4b，液压缸4a、4b分别安装在压辊轴向同步行走装置上。
作为一个实施例，所述的PTFE管端部夹紧装置包括用以夹紧PTFE管端部及焊缝端部的环状夹紧钳5及用以固定夹紧钳的固定架6，所述夹紧钳可采用弹簧夹紧、螺钉拧紧等方式，用于夹紧PTFE管两端，并夹紧焊缝(内设焊条7)的两端，同时起到轴向定位作用。
作为一个实施例，所述的PTFE管侧定位装置包括分设于PTFE管两侧各一排的定位箍8、用于定位箍8径向移动的液压缸4c，定位箍8呈对称的半圆弧状结构，通过液压缸4c推动定位箍8从两侧将PTFE管夹住，起到径向定位作用。
采用本发明的大口径薄壁PTFE管的制备装置的制备方法，主要包括以下步骤：
A.将PTFE膜两侧相对弯曲而成管状，并在所形成的PTFE管9轴向对叠处a内布置焊条7，弯曲时，可将下轨道2b轴向包裹在管内，而上轨道则留在管外上方；
B.通过PTFE管端部夹紧装置分别将管两端夹紧固定，并通过PTFE管侧定位装置分别将管两侧定位；
C.通过上、下超声波焊接压辊1a、1b相对压在管一端的对叠处上；
D.通过压辊轴向同步行走装置带动上、下超声波焊接压辊1a、1b沿对叠处a向另一端移动的同时，通过上、下超声波焊接压辊1a、1b产生超声波对焊缝进行高频高温焊接，以实现对叠处的焊缝焊接。
作为一个实施例，所述的焊条7采用FEP、PFA或ETFE等材料，此类焊材熔点温度低于PTFE，在超声波焊接时，不会对PTFE管本身材料造成影响，且能够保证焊接质量。
作为一个实施例，所述的PTFE膜厚度为0.2～3mm，对弯后形成口径在100mm以上的大口径薄壁PTFE管，焊条厚度为0.05～0.2mm。
作为一个实施例，通过多次试验和反复计算，将所述的上、下超声波焊接压辊1a、1b的压力控制在2.5公斤以上，轴向移动速度控制在0.2～0.7米/分，超声波焊接温度控制在250～280℃，效果较佳。
综上所述，采用本发明的大口径薄壁PTFE管的制备装置及制备方法，能够真正实现口径在100mm以上的厚度在0.2～3mm的大口径薄壁PTFE管的制备，为烟囱、脱硫塔等设备防腐蚀内衬的开发和使用提供了条件，值得推广和应用。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种大口径薄壁PTFE管的制备装置，其特征在于：包括超声波焊接压辊装置、PTFE管端部夹紧装置、PTFE管侧定位装置、压辊轴向行走装置，
超声波焊接压辊装置包括一对呈上下设置的上、下超声波焊接压辊，上超声波焊接压辊为凹面辊结构，下超声波焊接压辊为凸面辊结构，上、下超声波焊接压辊用以从管外、内相夹在PTFE管的轴向焊缝上，并通过超声波进行高频高温焊接，
PTFE管端部夹紧装置分别设于PTFE管两端部，用以将PTFE管两端夹紧固定，所述的PTFE管端部夹紧装置包括用以夹紧PTFE管端部及焊缝端部的环状夹紧钳及用以固定夹紧钳的固定架，所述环状夹紧钳采用弹簧夹紧、螺钉拧紧方式，用于夹紧PTFE管两端，并夹紧焊缝的两端，同时起到轴向定位作用，
PTFE管侧部定位装置分别设于PTFE管的两侧部，用以对PTFE管两侧部的定位，所述的PTFE管侧定位装置包括分设于PTFE管两侧各一排的定位箍、用于定位箍径向移动的液压缸，定位箍呈对称的半圆弧状结构，通过液压缸推动定位箍从两侧将PTFE管夹住，起到径向定位作用
压辊轴向同步行走装置包括轴向布置于PTFE管外供上超声波焊接压辊行走的上轨道、轴向布置于管内供下超声波焊接压辊行走的下轨道、分别驱动上、下超声波焊接压辊轴向同步行走的驱动电机，通过驱动电机的分别驱动使得上、下超声波焊接压辊沿焊缝同步行走并焊接焊缝，
所述大口径薄壁PTFE管的口径在100mm以上，厚度在0.2~3mm，
所述焊缝内设焊条，焊条厚度为0.05~0.2mm，所述的焊条采用FEP、PFA或ETFE材料，
所述的上、下超声波焊接压辊的压力控制在2.5公斤以上，轴向移动速度控制在0.2~0.7米/分，超声波焊接温度控制在250~280℃。
2.如权利要求1所述的大口径薄壁PTFE管的制备装置，其特征在于：所述的上、下超声波焊接压辊还分别配有用以驱动上、下超声波焊接压辊压紧焊缝的液压缸，液压缸分别安装在压辊轴向同步行走装置上。
3.一种基于权利要求1或2所述的大口径薄壁PTFE管的制备装置的大口径薄壁PTFE管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A．将PTFE膜两侧相对弯曲而成管状，并在管轴向对叠处内布置焊条；
B．通过PTFE管端部夹紧装置分别将管两端夹紧固定，并通过PTFE管侧定位装置分别将管两侧定位；
C．通过上、下超声波焊接压辊相对压在管一端的对叠处上；
D．通过压辊轴向同步行走装置带动上、下超声波焊接压辊沿对叠处向另一端移动的同时，通过上、下超声波焊接压辊产生超声波对焊缝进行高频高温焊接，
所述的焊条采用FEP、PFA或ETFE材料，
所述的PTFE膜厚度为0.2~3mm，焊条厚度为0.05~0.2mm，
所述的上、下超声波焊接压辊的压力在2.5公斤以上，移动速度在0.2~0.7米/分，焊接温度在250~280℃。
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